耿曉晨

摘 要：目的：依據(jù)河南省1978年至2021年小麥產(chǎn)量數(shù)據(jù)，分析河南省小麥產(chǎn)量特征及規(guī)律，通過時間序列方法預測未來河南省小麥產(chǎn)量。方法：采用ARIMA模型，對河南省糧食產(chǎn)量數(shù)據(jù)進行原始數(shù)列預處理、參數(shù)估計以及統(tǒng)計建模。結(jié)果：構(gòu)建河南省小麥產(chǎn)量自回歸移動平均模型（ARIMA），預測模型為ARIMA（6，1，0），數(shù)據(jù)信息提取充分（Q=12.2185，P>0.05），相對誤差控制在10%以內(nèi)，數(shù)據(jù)信息提取充分。結(jié)論：模型預測擬合優(yōu)度較好，具有一定的參考價值，以此提出相關建議。

關鍵詞：河南?。籄RIMA模型；擬合優(yōu)度

一、引言

河南省是我國的糧食大省，2020年，河南省人民政府辦公廳發(fā)布關于《河南省實施糧食生產(chǎn)核心區(qū)建設規(guī)劃》，并將糧食生產(chǎn)納入發(fā)展管理目標的范圍[1]。小麥是河南省主要種植糧食之一，通過各級管理，2021年河南省小麥再創(chuàng)總產(chǎn)、單產(chǎn)歷史新高，此外，國家統(tǒng)計局2021年數(shù)據(jù)顯示，河南省糧食作物播種面積為10772.3千公頃，居于全國第一。近年來，我國陸續(xù)推進了多數(shù)政策推進經(jīng)濟發(fā)展，例如工業(yè)化、新型城鎮(zhèn)化等，這些政策的實施的前提都是不以犧牲農(nóng)業(yè)為代價的，自始至終都將糧食生產(chǎn)放在重要位置。河南省地理位置的優(yōu)勢就奠定了成為優(yōu)質(zhì)小麥產(chǎn)區(qū)的基礎。近年來，我國狠抓糧食生產(chǎn)不放松，任何政策的實施都不能以犧牲糧食生產(chǎn)為代價，因此，通過對河南省小麥產(chǎn)量進行分析及預測，對未來提出河南省小麥產(chǎn)量相關建議具有重要參考價值。

近年來，有關河南省小麥的相關研究已經(jīng)逐漸成熟。王翠（2021）[2]在分析河南省小麥產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展現(xiàn)狀的基礎上，從消費、生產(chǎn)等多個角度探討經(jīng)濟新常態(tài)下小麥產(chǎn)業(yè)鏈面臨的機遇與挑戰(zhàn)，進而提出針對性建議。在供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的背景下，劉佩（2021）[3]根據(jù)河南省小麥供給過程中存在的問題，依據(jù)我國目前供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革政策，在河南省小麥相關研究中將“發(fā)展優(yōu)質(zhì)小麥”作為主要任務之一。通過分析2001-2020年河南省審定的555個小麥品種的育種特點，李愛國等（2021）[4]統(tǒng)計了其中425個水地組品種的12個農(nóng)藝和品質(zhì)性狀，并對其演變情況和相關性進行分析。為深入了解當前小麥生產(chǎn)發(fā)展情況，中國國際經(jīng)濟交流中心課題組于2020年10月赴河南省實地調(diào)研，杜鷹等（2021）[5]認為近期河南小麥生產(chǎn)總體平穩(wěn)，小麥生產(chǎn)連創(chuàng)新高，市場價格穩(wěn)中有升，產(chǎn)銷兩旺。但小麥連年增產(chǎn)后已進入發(fā)展平臺期，再上新臺階面臨著諸多制約因素，包括高標準農(nóng)田建設標準不高、良種研發(fā)力量分散、種糧比較效益低下、品種結(jié)構(gòu)矛盾突出等，就此提出采取新思路、新舉措，促進小麥生產(chǎn)跨上新臺階，為確保國家糧食安全作出新貢獻。張偉等（2017）[6]在對河南省發(fā)展優(yōu)質(zhì)小麥的成效全面總結(jié)的基礎上分析了優(yōu)質(zhì)小麥發(fā)展重點，比較了加工專用優(yōu)質(zhì)麥與質(zhì)量安全優(yōu)質(zhì)麥的生產(chǎn)效益，并提出了加快河南小麥供給側(cè)改革應采取“兩優(yōu)提升、兩區(qū)引領、兩端推進、兩力支撐”的戰(zhàn)略對策。

計量方法在學術(shù)界的應用已經(jīng)十分廣泛，許多學者也將其應用到了有關河南省小麥的相關研究中。熊淑萍等（2022）[7]選用河南省小麥固定監(jiān)測站點實地監(jiān)測數(shù)據(jù)，利用地理信息系統(tǒng)（GIS）選擇最優(yōu)模型，繪制2017—2020年河南省4個小麥生產(chǎn)區(qū)產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成要素空間分布圖，分析產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成要素在不同小麥產(chǎn)區(qū)的差異及其相互關系。徐霞等（2022）[8]基于農(nóng)業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)、2063份農(nóng)戶小麥調(diào)研數(shù)據(jù)和1582組小麥田間試驗數(shù)據(jù)，采用ArcGIS系統(tǒng)分析河南省農(nóng)戶習慣管理下小麥氮磷鉀肥施用量及區(qū)域間差異，評價不同區(qū)域與推薦施肥相比的節(jié)肥潛力。李曄和白雪（2021）[9]結(jié)合灰色預測模型和馬爾可夫理論，建立無偏灰色GM（1，1）模型、無偏灰色馬爾可夫模型和新維無偏灰色馬爾可夫三種模型，并對比3種模型的預測精度，最終選擇適合中長期預測且預測精度較好的新維無偏灰色馬爾可夫模型。孟俊杰等（2018）[10]運用農(nóng)戶調(diào)查問卷以及Logistic模型，因變量為農(nóng)戶是否種植優(yōu)質(zhì)專用小麥，另選擇10各自變量，對農(nóng)戶種植優(yōu)質(zhì)專用小麥的影響因素進行研究分析。

隨著研究目標的細化以及研究方法的精確，學者對于小麥的研究更加深入。侯穎等（2022）[11]采用菌絲生長速率法測定了氟環(huán)唑?qū)?019年從河南省16個地市分離的100株假禾谷鐮孢菌的毒力，目的是了解河南省假禾谷鐮孢菌對氟環(huán)唑的敏感性。辛赫文等（2022）[12]指出目前尚無登記應用在小麥莖基腐病防治上的化學藥劑，且化學農(nóng)藥的大量使用容易帶來環(huán)境污染問題，故探索小麥莖基腐病的生物防治具有重要意義。臧賀藏等（2021）[13]等為了評價不同生態(tài)條件下小麥新品種產(chǎn)量在基因型與環(huán)境互作中的豐產(chǎn)性、適應性和穩(wěn)定性，于2018-2020年在河南省商丘市、洛陽市和新鄉(xiāng)市3個地點、8個小麥育成品種參加河南省區(qū)域試驗，研究結(jié)果為小麥新品種的合理利用提供了科學依據(jù)，具有一定的參考價值。

綜合以上相關研究發(fā)現(xiàn)，我國對于小麥產(chǎn)業(yè)的研究已經(jīng)十分深入，無論是研究當前小麥產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀還是通過計量模型預測未來小麥的產(chǎn)量及質(zhì)量，都已經(jīng)形成了十分成熟的考察體系。本研究是在之前研究的基礎上，對河南省小麥產(chǎn)量的數(shù)據(jù)進行收集、整理、分析及預測。

本文的研究內(nèi)容大致分為五個部分：第一部分，對有關河南省小麥的相關文獻進行梳理并總結(jié)；第二部分，對當前河南省小麥的發(fā)展現(xiàn)狀進行探究，具體分為播種面積、產(chǎn)量規(guī)模及產(chǎn)量占比三個方面；第三部分，通過分析1978年至2021年河南省小麥產(chǎn)量數(shù)據(jù)，運用ARIMA模型對未來十年河南省小麥產(chǎn)量進行預測；最后一部分，總結(jié)出結(jié)論并提出相關建議。

二、發(fā)展現(xiàn)狀

（一）播種面積

國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，2021年，河南省小麥播種面積約占全國的23.89%，且無論是面積還是產(chǎn)量所占份額均呈現(xiàn)出穩(wěn)步提升的趨勢，在全國小麥生產(chǎn)中占有舉足輕重的地位。具體情況如下表1所示。

（二）產(chǎn)量規(guī)模

近十年河南省小麥產(chǎn)量情況如下圖1所示。

通過上圖可以發(fā)現(xiàn)，近十年河南省小麥的產(chǎn)量總體上呈現(xiàn)出上升的趨勢。值得一提的是，在2021年720洪災來臨之前，6月底前后河南小麥已經(jīng)基本收獲完畢，因此河南省小麥產(chǎn)量受洪災影響較小，產(chǎn)量達3802.8萬噸，較2020年增加了49.7萬噸，占全國小麥總產(chǎn)量的28%。2017年至2018年小麥產(chǎn)量有所下降的主要原因是在2017年秋季小麥播種期間，由于當時雨水灌溉導致小麥播種時間延遲一個月左右，錯過了適宜地播種期，同時雨水較多導致部分土壤被灌溉，部分地塊積水嚴重，進而導致了2018年小麥產(chǎn)量有所下降，但在2018年之后又恢復到上升的趨勢。

（三）產(chǎn)量占比

隨著河南省小麥產(chǎn)量的逐年升高，產(chǎn)量占比也在逐年上升，與其他主產(chǎn)省相比優(yōu)勢明顯。小麥產(chǎn)量在全國總產(chǎn)量占比情況如下表2所示。

三、產(chǎn)量預測

（一）研究數(shù)據(jù)

研究對象為1978年至2021年河南省小麥產(chǎn)量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來源于河南省統(tǒng)計局發(fā)布的《河南省統(tǒng)計年鑒》以及國家統(tǒng)計局發(fā)布的《中國統(tǒng)計年鑒》。

（二）研究方法

通過借鑒luliano AD、Roguski KM以及 Chang H等人[14]研究時所采取的方法，本文運用ARIMA模型，該模型通過描述依賴于時間（T）的隨機變量的自相關性，從過去、現(xiàn)在值來預測其未來變化。根據(jù)模型原始序列是否平穩(wěn)以及回歸中所含部分的不同，可分為自回歸模型 AR（p）、移動平均模型 MA（q）、自回歸移動平均過程 ARMA（p， q）以及 ARIMA（p， d， q）[15]。本文采用的是 ARIMA（p， d， q）模型，模型預測的基本思想是：將預測對象隨時間推移而形成的數(shù)據(jù)視為 一個隨機時間序列，根據(jù)時間序列模型的識別規(guī)則，建立相應的模型[16]。

（三）軟件選擇

首先使用Microsoft Excel 2010軟件建立河南省糧食產(chǎn)量原始數(shù)據(jù)庫，之后采用stata16軟件對原始數(shù)據(jù)進行描述、模型構(gòu)建、模型診斷以及模型預測效果分析，最后進行未來產(chǎn)量預測。

（四）實證分析

1、原始數(shù)據(jù)平穩(wěn)化

對產(chǎn)量變量進行檢驗表明原始數(shù)據(jù)不平穩(wěn)，通過DF、PP以及GLS擴展的DF三種檢驗說明做一階差分后平穩(wěn)，故d=1。

2、相關性分析

構(gòu)建數(shù)據(jù)的自相關圖（ACF）以及偏自相關圖（PACF），如下圖2及圖3所示，自相關系數(shù)為p=6，偏自相關字數(shù)為q=0，因此，模型為ARIMA（6，1，0）。

3、模型診斷

首先通過計算小麥產(chǎn)量預測模型的殘差，繪制殘差序列的ACF和PACF函數(shù)圖，結(jié)果顯示AC值以及PAC值基本都在95%置信區(qū)間內(nèi)，殘差分布是隨機的。

采用LBQ檢驗計算預測模型的白噪聲序列，其中Q值為12.2185，殘差序列的統(tǒng)計量P值為0.9083，大于0.05，符合白噪聲序列檢驗，說明該模型對數(shù)據(jù)信息的提取較為充分。

4、模型預測效果

采用ARIMA（6，1，0）模型結(jié)果得出殘差公式為：

通過殘差公式，運用excel軟件計算出河南省2012年至2021年的小麥產(chǎn)量預測值，與實際產(chǎn)量值進行比較計算出相關誤差，結(jié)果如下表4所示：

1978年至2021年河南省小麥真實值與預測值如圖4所示：

結(jié)果表明，從2012年至2021年預測值與實際產(chǎn)值之間的相對誤差都在10%以內(nèi)，說明該模型具有參考意義，可以以此來計算未來十年河南省的小麥產(chǎn)量。

5、產(chǎn)量預測

運用模型對未來十年河南省小麥產(chǎn)量進行預測，結(jié)果如下表5所示：

四、結(jié)論及政策建議

（一）結(jié)論

本文依據(jù)1978年到2021年河南省小麥產(chǎn)量數(shù)據(jù)，從時間序列角度運用ARIMA模型對河南省小麥產(chǎn)量進行預測。通過模型檢驗，模型擬合優(yōu)度較好，可以作為參考。

通過預測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，未來十年河南省小麥產(chǎn)量整體上仍然處于上升趨勢，發(fā)展態(tài)勢較好。農(nóng)作物的產(chǎn)量收到氣候以及環(huán)境的影響較大，自然災害等伊利寫不可控的因素也會對糧食產(chǎn)量造成較大影響。本研究沒有考慮到此，還有較大改進空間。

（二）政策建議

1、重視人才隊伍建設

開設講授、咨詢等形式的培訓，提高科技人員技術(shù)素質(zhì)，加強人員技能培訓，通過課堂講授的方式向人民普及農(nóng)業(yè)及生產(chǎn)相關知識，此外，還可以依據(jù)每一名員工的技能及發(fā)展意愿有針對性地進行培訓，更大程度地發(fā)揮個人地性格特點及學習能力。河南省目前人才流失較為嚴重，需要重視農(nóng)業(yè)人才隊伍建設，吸引優(yōu)秀農(nóng)業(yè)人才，在高校開展相關專業(yè)，開設課程培養(yǎng)相關人才，同時積極促進學生社會調(diào)研，考察當前現(xiàn)狀，提高專業(yè)知識，將技能運用到實踐中，為小麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系的健康發(fā)展提供人才保障。

2、加強基礎設施建設

長期以來，河南省小麥的生產(chǎn)科技水平總體偏低，較低的生產(chǎn)技術(shù)水平下實現(xiàn)的高產(chǎn)及穩(wěn)產(chǎn)，需要較多的水資源及土地的消耗，所以，應在現(xiàn)有基礎上，加強基礎設施建設，進行農(nóng)田改造，提高土地利用效率，促進河南小麥大規(guī)模、機械化種植，進一步提高糧食產(chǎn)量，確保國家糧食安全。為有效地促進小麥產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，提高小麥市場競爭力，可通過小麥產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；a(chǎn)，建立優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)基地，提高河南省小麥的競爭優(yōu)勢，同時進行區(qū)域化、專業(yè)化的生產(chǎn)，從而有效降低小麥的生產(chǎn)成本。

3、加強產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化

市場上現(xiàn)有的河南省小麥加工產(chǎn)品中普通民用面粉占比較大，專用面粉占比較小，當前還不能有效滿足食品行業(yè)發(fā)展的要求，所以應結(jié)合河南省優(yōu)質(zhì)小麥產(chǎn)業(yè)化發(fā)展形勢需要，加強產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化，開發(fā)省內(nèi)外專用粉市場，生產(chǎn)適銷對路的專用面粉；此外，擴大對食品加工企業(yè)的扶持，加大投資，改進生產(chǎn)加工工藝，例如饅頭、面包、掛面、方便面以及水餃等面食凍食品及其他面食制品花色品種進行開發(fā)，形成規(guī)?；庸?；大力鼓動龍頭企業(yè)帶動小微企業(yè)，有效改善河南省小麥加工高檔產(chǎn)品少、名牌產(chǎn)品少、生產(chǎn)能力弱、產(chǎn)品品種少的現(xiàn)實。

4、建立完備市場體系

“十三五”農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃提出，河南省建立農(nóng)業(yè)綜合信息服務平臺，采集、分析、發(fā)布小麥重點農(nóng)產(chǎn)品全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)，為形成農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)基礎資源池奠定基礎。同時，應全力推行信息資源整合制度，開展對全省、全國乃至全球小麥育種、數(shù)據(jù)和信息的收集，建立小麥資源信息庫，推行小麥鑒定、評價及測報體系，進而全方面檢測小麥品質(zhì)，完善育種、生產(chǎn)、建全省小麥咨詢決策系統(tǒng)，為河南省小麥培育提供參考及依據(jù)。

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